Matematica e Intelligenza Artificiale, la loro connessione nasce da lontano passando da Turing e Jon Von Neumann
L’Intelligenza Artificiale non entra nella nostra vita e nelle nostre scuole d’incanto e modifica, in modo repentino e inaspettato, la didattica dei docenti, ma è una storia che parte dalla metà del ‘900 e si sviluppa in una forte interconnessione con la matematica di Alan Turing e Jon Von Neumann.
Il fascino delle macchine intelligenti
Lo studio e lo sviluppo di sistemi programmati per avere un comportamento intelligente nasce a metà del secolo XX, precisamente nel 1950 Alan Turing pubblica un famoso articolo in cui propone il Test di Turing per valutare se una macchina possa mostrare un comportamento intelligente indistinguibile da quello umano. Proprio Alan Turing e anche il matematico ungherese naturalizzato statunitense John Von Neumann sono affascinati dalla possibilità di creare macchine intelligenti, ovvero sistemi in grado di emulare le capacità cognitive umane. Quindi a metà del ‘900 il matematico statunitense Pitts e il neurofisiologo McCulloch con lo studio-ricerca del “neurone di McCulloch-Pitts“, aprono la strada al concetto di neurone artificiale e quindi all’idea di Intelligenza Artificiale.
Il concetto di intelligenza artificiale (IA) vede la sua nascita ufficiale soltanto nel 1956. Fu proprio nell’estate del 1956, che al College di Dartmouth nel sud-ovest dell’Inghileterra, viene organizzata la prima conferenza sul tema dell’IA. Tale conferenza sarà il punto di partenza per lo studio e lo sviluppo di sistemi che mostrano un comportamento intelligente e che sono capaci di analizzare il proprio ambiente compiendo azioni autonome.
Sistema binario e neuroni artificiali
Il sistema numerico binario che conosce solo le prime due cifre 0 e 1 è di fatto il sistema che caratterizza ogni neurone di McCulloch-Pitt, infatti secondo i due studiosi i segnali elettrici biologici presenti nel cervello sono rappresentati da numeri, in particolare il valore numerio “0” indica la mancanza di segnale, mentre il valore numerico “1” indica la presenza di segnale presente nel cervello. È proprio da questo principio di sistema numerico in base 2 che nascono i neuroni artificiali e prende piede quella che oggi viene chiamata Intelligenza Artificiale. Nella conferenza di Dartmouth fu presentato e usato il “Logic Theorist”, un software capace di ragionamento automatico. Tale software restituì in modo assolutamente preciso le dimostrazioni dei teoremi matematici di Bertrand Russell, lasciando tutto il mondo esterrefatto.
GPT e ChatGPT
Anche le più moderne e attuali GPT (Generative Pre-trained Transformer) e ChatGPT sono dei veri e propri modelli matematici complessi fondati sull’algebra lineare, sul calcolo delle probabilità e sulle reti neurali. Quando si pone una domanda a ChatGPT si mette in azione un flusso continuo di calcoli numerici che trasformano il linguaggio in dati in uscita. Tutti i calcoli necessari per ottenere i valori di uscita sono eseguiti da appositi software per computer: è del tutto impossibile calcolare a mano le uscite di una rete neurale moderna.
Il tema dell’Intelligenza Atificiale è ormai entrato nel nostro sistema scolastico del I e II ciclo, basti pensare che nelle linee guida delle indicazioni nazionali dei primo ciclo l’IA è parte principale nella sezione STEM.